Reaksi Oksidasi dan Reduksi

Reaksi Oksidasi dan Reduksi

Reaksi Reduksi dan Oksidasi (Redoks) sering kita temukan dalam kehidupan sehari-hari misalnya pada reaksi pembakaran, pembuatan larutan cuka, reaksi metabolisme di dalam tubuh, dan lain sebagainya.

Reaksi reduksi dan oksidasi mengalami perkembangan sehingga mampu menjelaskan proses perubahan kimia dalam berbagai peristiwa.

Perkembangan Kosep Reaksi Redoks

Pada mulanya reaksi oksidasi diartikan sebagai reaksi pengikatan oksigen oleh zat tertentu. Sedangkan reaksi reduksi adalah reaksi pelepasan oksigen. Contoh reaksinya yaitu:

Oksidasi : H2(g) + ½ O2 (g) → H2 (l)

Reduksi : FeO (s) + CO (g) → Fe (s) CO2 (g)

Namun pendapat tersebut dinilai kurang menjelaskan reaksi kimia secara luas karena banyak reaksi yang tidak melibatkan oksigen. Kemudian konsep redoks berkembang dimana reaksi oksidasi merupakan reaksi yang melibatkan pelepasan elektron dan reaksi reduksi adalah reaksi yang melibatkan pengikatan elektron.

Reaksi Oksidasi dan Reduksi

Konsep tersebut ditunjukkan oleh persamaan reaksi kimia berikut.

Na(s) + ½ Cl2 (g) → NaCl (s)

Reaksi di atas melibatkan dua peristiwa:

Oksidasi : Na (s) → Na+ (s) + e

Reduksi : ½ Cl2 (g) + e → Cl (s)

Konsep ini menjelaskan bahwa pengikatan dan pelepasan elektron terjadi secara bersamaan. Transfer elektron terjadi pada senyawa yang beriktan ion. Itu berarti konsep ini hanya dapat menjelaskan reaksi yang melibatkan senyawa-senyawa ion tetapi tidak dapat menjelaskan reaksi yang melibatkan senyawa kovalen.

Artikel terkait: Metode lumpur aktif sebagai aplikasi redoks

Konsep redoks berkembang yang menghasilkan teori bahwa terdapat suatu bilangan yang disebut dengan bilangan oksidasi.

Bilangan Oksidasi dalam Konsep Redoks

Bilangan oksidasi adalah suatu bilangan bulat yang menyatakan tingkat oksidasi suatu unsur yang membentuk senyawa. Bilangan oksidasi atau biloks dapat ditentukan berdasarkan ikatan dan struktur suatu zat. Bilangan tersebut merupakan muataan riil suatu ion dalam suatu senyawa.

Pada senyawa kovalen, bilangan oksidasi ini merupakan skala tingkat keelektronegatifan masing-masing atom penyusun senyawa itu sendiri. Semakin tinggi elektronegatifan atom maka semakin kuat daya tariknya terhadap pasangan elektron sehinga bernilai negatif.

Namun sebaliknya jika keelektronegatifitas suatu atom lebih rendah maka nilainya semakin positif.

Adapun aturan penentuan bilangan oksidasi adalah sebagai berikut.

  • Atom di golongan IA seperti Li, Na, K, Rb, Cs, serta Fr selalu mempunyai biloks +1
  • Pada golongan IIA seperti Be, Mg, Ca, Sr, dan Ba, selalu memunyai biloks +2
  • Untuk golongan IIIA seperti atom B, Al, serta Ga selalu memiliki biloks +3.
  • Atom hidrogen atau H umumnya didalam senyawa memiliki bioloks +1, kecuali untuk senyawa-senyawa hidrida logam.
  • Senyawa hidrida logam seperti LiH, CaH2, NaH, dan seterusnya atom hidrogen memiliki biloks -1.
  • Umumnya atom oksigen atau O memiliki biloks -2, kecuali dalam senyawa-senyawa peroksida seperti H2O2, Na2O2, dan lain sebagainya.
  • Pada senyawa peroksida tersebut atom O memiliki bilangan oksidasi bernilai +2.

Berikut Contoh Reaksi Redoks berdasarkan Bilangan Oksidasi

Perlu diingat bahwa reaksi oksidasi adalah reasi yang melibatkan kenaikan bilangan oksidasi. Sedangkan reaksi reduksi adalah reaksi yang diliputi oleh penurunan bilangan oksidasi. Berikut beberapa contohnya.

Pengoksidasi dan Pereduksi

Didalam reaksi redoks atau reaksi reduksi oksidasi, terdapat agen pereduksi dan agen pengoksidasi. Pereduksi disebut juga reduktor, merupakan zat yang terlibat di dalam reaksi redoks yang menyebabkan zat lain mengalami reduksi. Sedangkan pengoksidasi atau oksidator yang terdapat di dalam reaksi redoks akan membuat zat lain mengalami oksidasi.

Dengan kata lain, zat reduktor akan mengalami oksidasi. Sedangkan zat oksidator akan mengalami reduksi. Pada contoh reaksi di bawah ini,

Zn(NO3)2 bertindak sebagai oksidator, maka senyawa ini mengalami reduksi. Sedangkan Al bertindak sebagai reduktor sehingga mengalami oksidasi.

Metode Lumpur Aktif Sebagai Aplikasi Redoks

Metode Lumpur Aktif Sebagai Aplikasi Redoks

Metode Lumpur Aktif Sebagai Aplikasi Redoks – Reaksi redoks atau reaksi reduksi dan oksidasi dipelajari dalam kimia dimana pada umumnya terjadi di alam maupun dalam percobaan kimia.

Reaksi ini melibatkan penurunan bilangan oksidasi yang selanjutnya disebut dengan reaksi reduksi, dan kenaikan bilangan oksidasi yang disebut dengan reaksi oksidasi.

Ilmu tentang reaksi redoks banyak kita jumpai di kehidupan nyata. Salah satunya adalah pemanfaatan lumpur aktif sebagai bahan dalam proses pengolahan limbah industri. Di dalam proses pengolahan limbah tersebut terdapat reaksi reduksi dan oksidasi yang terjadi.

Metode Lumpur Aktif Sebagai Aplikasi Redoks

Aplikasi Redoks di dalam Proses Pengolahan Limbah Industri

Sebagian besar industri pasti menghasilkan limbah, baik yang berbentuk gas, padat, maupun limbah yang berbentuk cair. Sebelum limbah itu dapat dibuang, limbah harus dipastikan telah aman bagi lingkungan dan makhluk hidup.

Oleh karena itu perlu adanya pengolahan khusus baik secara fisika, kimia, maupun biologi untuk memastikan bahwa limbah bebas dari zat tersuspensi maupun zat terlarut yang membahayakan sekitar.

Adapun proses pengolahan limbah industri itu sendiri sangat beragam. Penentuan pengolahan didasarkan pada berbeagai macam aspek seperti kandungan di dalam limbah dan bentuk dari limbah tersebut.

Beberapa industri memanfaatkan lumpur aktif yang mengandung bakteri dan jamur untuk menguraikan limbah cair karena dianggap sebagai metode yang cukup efektif.

Prinsip dari penggunaan metode lumpur aktif ini adalah terjadinya proses oksidasi pada bahan atau zat-zat organik maupun anorganik agar dapat diolah dengan mudah di tahap selanjutnya.

Lumpur aktif dijadikan sebagai katalis yang membutuhkan oksigen untuk proses oksidasi. Secara singkatnya, dari proses oksidasi ini akan terjadi degradasi bahan ketika mikroba dan jamur tumbuh dan terdispersi.

Baca juga: Pengertian dan rumus satuan Mol

Adapun reaksi secara garis besar dapat ditunjukkan melalui persamaan berikut.

Organik + O2 → CO2 + H2O + energi

Tahap-tahap Metode Lumpur Aktif

Berikut beberapa tahapan untuk mengolah limbah pabrik yang berbentuk cair menggunakan limbah aktif.

Tahap Awal

Pertama-tama pemisahan limbah cair dengan bahan-bahan pengotor seperti bangkai binatang, bebatuan kecil, dan bahan pengotor lainnya harus dilakukan. Hal ini dilakukan agar tidak mengganggu proses pada tahap selanjutnya. Setelah itu bahan-bahan tersebut harus digiling agar tidak mengganggu alat.

Tahap-tahap lumpur aktif

Tahap Primer

Setelah melewati tahap awal, limbah harus diendapkan sehingga partikel berukuran besar dapat terpisah. Kemudian limbah diberi larutan elektrolit seperti FeCl2, CaO, FeCl3, serta Al2(SO4)3. Hal ini bertujuan agar partikel berukuran sedang dapat menggumpal.

Artikel lainnya: Faktor yang mempercepat reaksi kimia

Tahap Sekunder

Limbah kemudian dicampur dengan lumpur aktif yang mengandung banyak mikroba pengurai. Kemudian oksigen diareasi ke limbah agar terjadi proses oksidasi yang maksimal. Adanya mikroba yang mengurai materi organik dan anorganik akan membebaskan gas H2S dan NH3 (amoniak).

Tahap Tersier

Setelah itu pada tahap tersier terjadi proses nitrifikasi. Persamaan reaksi kimia yang terjadi adalah sebagai berikut.

2NH4+ (aq) + 3O2 (g) → 2NO (g) + 2 H2O (l) + 4H+ (aq)

2NO2(aq) + O2 (g) → 2NO3 (aq)

Kemudian nitrat mengalami reduksi menjadi gas N2, NO, serta NO2 yang disebut dengan proses denitrifikasi. Setelah itu fosfor dipisahkan dengan proses koagulasi menggunakan garal Ca dan Al sehingga dihasilkan gumpalan.

Pada tahap ini zat pencemar diadsorpsi dari limbah, termasuk juga bau yang tidak sedap dan pewarna dari limbah itu sendiri. Setelah itu dilakukan juga penyerapan dan penyaringan partikel yang lebih kecil seperti bakteri dan virus sehingga limbah cair dapat dibuang dan aman bagi lingkungan.

Daftar Pustaka :

Salirawati, Das, dkk. (2007). Belajar Kimia Secara Kreatif. Grasindo: Jakarta.